坩埚是什么材料做的？为什么上千度的高温铁水都无法熔化它

twq19810302

: I- T/ X( x& Y; F$ h8 ^3 V* l高温足以融化坚硬的钢铁，但却对一种容器无可奈何，甚至还需要靠它来容纳滚烫的钢水，这一容器就是坩埚，一种历史悠久的冶炼工具。很多人都会好奇，坩埚究竟是用什么材料制成，竟然能够承受住如此高温？并且高温下依然有着绝佳的稳定性。
& Y5 d9 n8 e' \9 w1 q( p" q

历史悠久的坩埚
- C& X3 T+ @$ p6 X* c( b3 l& u1 C
' W, n' J$ l3 h0 q% [3 Q2 i坩埚的出现可以说非常久远了，而且数千年来仅在形制上出现了一些变化，其他并无太大的改变。早在中国商代的时候，就已经出现了成熟系统的坩埚制作工艺和体系。那时候的人用坩埚将金属熔炼后将其制成金银首饰佩戴，但当时人们对于坩埚的用途开发的并不多，对于坩埚的探索还处于比较单一的状态。

! e4 W( L. N# V; @3 h% P# ?+ ?

到了春秋战国时期，铁器开始大规模出现在人类生活生产当中，坩埚成为了当时十分重要的一种冶金工具，当然除了铁器，金银铜的金属材质同样会用坩埚来冶炼。在长时间的实际应用中，古人也发现坩埚的熔炼效果实际上是由燃料的种类和火候决定的，熔炼不同的金属需要不同的燃料才能达到最完美的状态，以现代材料学的角度，当时的古人就清楚金属存在不同的熔点。
6 a0 s1 U9 O0 Q0 ^* C

为此古代的匠人甚至还总结出了一些不同合金的冶炼工艺，以制造用途不同的兵器、礼器和容器。相比于在冶炼结果上的不断精进，古代坩埚本身的发展很早就停滞了，其基本材料就是黏土和石英砂，其中黏土又是最主要的材料，在自然界中，黏土是可塑性和耐热性最好的材料之一，足以承受上千度的高温。

+ }2 `( e6 Z5 y" l" Q

石英砂则是古人为了强度和耐磨性专门添加的，适当的石英砂能够防止坩埚被冶炼过程中出现的一些化学腐蚀成分破坏，有经验的匠人使用的坩埚甚至可以代代相传，用于冶炼金属的材料却比金属应用本身更加落后，让人不得不感叹材料学的发展真是充满戏剧性。
! ~( t. X) G' b0 g9 a  b% n# W
4 Z$ _' ^( o. C/ }) c( N9 w不过坩埚的成分虽然简单，但配比却有讲究，不同的师傅选择的黏土和石英砂配比是不一样的，将其混合时的手法也是不传之秘，在进行完一系列的操作后，坩埚原型会进入烧制，这一关同样是制锅师傅技术的展现，坩埚充满着古时候劳动人民淳朴的智慧。

2 S( T; h+ ]4 P6 i6 t

现代坩埚有说法
( I: H5 ]8 g" e" _; K
* n1 ?. v1 j( a2 ?8 ?! W& b相比于古时候，现代坩埚的成分就复杂很多了，大致分为陶瓷、石墨和金属三个大类，每种坩埚都有不同的用途和特点。广泛应用在现代材料学所需的各个领域当中。不同材质的坩埚最大的不同是熔点，其中石墨坩埚在耐热上是绝对的佼佼者，熔点超过3000度，能够轻松融化金属。

( r" b8 ^! g0 K# F

石墨本身就是一种被广泛应用的化学材料，它的化学稳定性在自然界中堪称得天独厚，不光耐得住高温烧灼，还能够抵御大多数化学物质的腐蚀，可以说是百毒不侵。在军事装备中，石墨就经常被用作隔热层，用以隔绝动力装置的高温对武器操作人员产生不良印象。
0 O; m* Z( [  e0 _5 S
不过耐高温不是石墨被选作融化钢铁的唯一理由，石墨还有着出色的导热性，是一般金属的2倍以上。目前世界上提炼金属几乎都用的是石墨坩埚，我们平常看到的炼钢厂里那些装有钢水的坩埚基本都是石墨制成的，石墨的应用也极大推进了人类材料学的发展。

相比于石墨坩埚，现代陶瓷坩埚可以说是古代坩埚的继承人，陶瓷坩埚的熔点大约在1500度左右，在实验室内经常出现，很多药物制备就需要用到陶瓷坩埚，其导热性和耐热性都更适合比例较为精确的熔炼，不少现代药物都是靠陶瓷坩埚在实验室里烧出来的。
' P. X1 Y- u+ B5 p: i' Q" @
3 F  w9 @6 w$ E! m7 Y, Q- x金属坩埚则比较少见，毕竟坩埚最初的用途就是用来冶炼金属，所以在3种坩埚中，金属坩埚的熔点也是最低的，一般的铝坩埚也就660度左右。不过金属毕竟性质比较特殊，所以在一些特定的工程行业里，金属坩埚也是必不可少的冶炼小工具。

2 i- I- N/ S$ b7 n$ J) E1 K

4 C9 X/ y: ]: O( e9 Q" c- @

坩埚有个特点，就是其加热后导热既平均又稳定，这也是为何坩埚能够用来制药，在中医里，甚至存在坩埚煎出的汤药疗效更好的的情况。坩埚对于军事的发展也起到了至关重要的作用，很少有人知道火药就是在坩埚里烧出来的。
6 ^1 I& K, V  O+ r# j3 T- w: D  |
传统火药烧制后其实是一种深色酱汁，对其进行处理后才会成为我们所说的火药，要知道火药的成分是十分不稳定的，也就是说在烧制过程一旦出现任何偏差，都可能造成灾难性的生产事故，所以直到今天现代火药的制备中，坩埚仍旧是十分重量的一环。

8 @4 K6 I2 v2 L) y" o

虽然坩埚已经算是世界上最为坚固的材料，但坩埚同样有克星。有一种腐蚀性极强的化学液体叫作王水，这种物质是一种混合而成的强酸，包括浓盐酸和浓硫酸，几乎可以腐蚀世界上所有物质。石墨坩埚也在其中，即便其已经是比较强大的抗腐蚀材料。

材料的进步和发展始终是一环扣一环，今天不同材质的坩埚正在幕后默默的为人类文明的发展做出贡献，虽然我们大多数人很难在生活中接触到这种特殊的工具，但正是因为这些坩埚的出现，才奠定了人类科技进步的基础，甚至有网友调侃道：人类科技数千年的发展总结下来就是烧开水和烧石头。
3 Y$ b  ?) K& N
2 K4 r# O7 O: Y3 \  L

画图还是画图

看见标题就猜到应该是和陶器差不多的材料做的.